环境规制、工业集聚与长江经济带工业绿色发展：基于调节效应和门槛效应的分析

马 珩，金尧娇

（南京航空航天大学经济与管理学院，江苏南京 211106）

习近平总书记强调要探索以绿色发展为导向的高质量发展新路子，因此，推动长江经济带工业绿色发展是长江经济带高质量发展的必由之路。长江经济带是我国重要的工业经济走廊，打造世界级产业集群是其发展重点，但粗放型的经济发展方式也给环境带来了沉重的压力。2017 年国家《关于加强长江经济带工业绿色发展的指导意见》明确指出，要降低工业发展对生态环境的影响，促进工业绿色发展。不可否认，工业集聚是推动经济增长的重要引擎，但同时其环境外部性也可能不利于绿色发展，而环境规制能对产业形成有效约束，是驱动绿色发展的重要手段。已有相关研究中，韩政等［1］以我国沿海地区为研究对象，发现环境规制对产业生态化有显著的促进作用，而工业集聚则存在较为显著的抑制作用；黄磊等［2］研究发现产业集聚显著抑制了城市工业绿色发展；张治栋等［3］发现目前仍有多数城市处于制造业集聚与绿色效率间的“U”型关系的左下侧区域；王建民等［4］认为环境规制对工业绿色发展的促进效应不明显；而吴传清等［5］研究发现环境规制对我国各省份工业绿色发展的影响呈倒“U”型，过低或过高的环境规制水平不利于工业绿色发展。经梳理发现，目前探讨环境规制、工业集聚与工业绿色发展三者之间联系的研究较少，主要有如舒扬等［6］通过建立面板向量自回归（PVAR）模型，实证发现长江经济带环境规制、产业集聚对绿色全要素生产率具有方向正好相反的时变效应；丁斐等［7］研究发现我国环境规制促进了城市工业集聚，但工业集聚对碳排放强度的显著提高作用遮掩了环境规制的积极影响；徐成龙等［8］得出了工业集聚与环渤海地区生态效率的关系在环境规制调节下转负为正的结论。鉴于此，本研究以长江经济带为对象，在前人的研究基础上探究长江经济带环境规制、工业集聚与工业绿色发展之间的关系，以期为我国工业绿色可持续发展提供理论支持。

1 理论分析与研究假说

1.1 环境规制与工业绿色发展

环境规制对工业绿色发展的影响取决于环境规制的环境效应和经济效应。一般来说，环境规制有利于环境质量的提升，但其对经济发展的影响取决于遵循成本效应与创新补偿效应［9］。一方面，加强环境规制会导致企业生产成本上升，抑制企业提升竞争力［10］；另一方面，合理的环境规制强度能够激励企业技术创新，优化资源配置，提高生产效率［11］。因此，若企业能够在可承受的增量成本下加速技术创新、提高生产效率，环境规制就有利于工业绿色发展。但过度的环境规制会挤占企业的正常投资，使企业为了满足当前环境规制标准而牺牲长远利益［12］，并且环保设备的额外损耗也会造成企业生产率显著下降［13］。在这种情况下，虽然环境问题可能得以改善，但环境规制可能导致遵循成本效应带来的显性与隐性成本超出创新补偿效应所能带来的效益，此时，环境规制对经济发展造成的严重负向冲击会使得环境规制对工业绿色发展产生抑制作用。基于此，提出假设1。

假设1：长江经济带环境规制对工业绿色发展具有正向促进作用，但是过高强度的环境规制反而会阻碍工业绿色发展，即环境规制与工业绿色发展的关系是倒“U”型的。

1.2 工业集聚与工业绿色发展

工业集聚对经济发展和环境治理的正负外部性共同影响着工业绿色发展水平［14］。从经济发展角度来看，一方面工业集聚会促使企业通过相互合作竞争产生知识和技术溢出效应，带来规模经济的正外部性［15］；另一方面，如周圣强等［16］、Bruelhart等［17］指出工业集聚的扩大也会带来拥挤效应和过度竞争等负外部性。从环境治理角度来看，一方面工业集聚带来的工业污染等问题将对环境产生持续性的破坏与消耗，成为环境治理的阻力［18］；另一方面，工业集聚也会促使企业充分共享环保知识及设施，推动污染物处理技术的进步与处理效率的提升，产生绿色知识的溢出效应及污染处理的规模效应［19］。由于高能耗、高排放型工业仍占较大比重，因此长江经济带工业集聚对工业绿色发展的负外部性影响可能仍占主导作用［2］，但在工业集聚过程中，集聚正负外部性的均衡比较结果很可能引致二者之间产生非线性关系［20］。基于此，提出假设2。

假设2：长江经济带工业集聚水平的提升对工业绿色发展的影响是负向的，但是当集聚水平超过一定阈值后就能够促进工业绿色发展，即工业集聚与工业绿色发展的关系是“U”型的。

1.3 环境规制、工业集聚与工业绿色发展

在工业集聚地区加大环境规制的力度，一方面环境规制提高了企业的进入成本，通过产业转移重塑企业空间分布格局，促使产业转型升级［7］；另一方面，环境规制将促使企业共享清洁基础设施，提高了资源的利用效率与污染物的集中治理效率，有利于激发企业在相互合作与竞争的环境中开发环保清洁技术和绿色产品，实现成本节约与创新补偿的双重效果，即工业集聚的环境治理规模效应与绿色知识溢出效应在环境规制下发挥了更大的作用［8］。因此，在政府的管制下，长江经济带工业集聚对工业绿色发展的正外部性影响很可能会超过负外部性影响，从而带动绿色发展水平的提高。基于此，提出假设3。

假设3：在环境规制下长江经济带工业集聚对工业绿色发展的负向影响逐渐减弱并转为正向作用。

2 研究设计

2.1 变量选择

2.1.1 工业绿色发展（GEE）

参考黄磊等［2］的研究，运用包含非期望产出的Super-SBM模型测算长江经济带工业绿色经济效率，以此来衡量各城市的工业绿色发展水平。传统的数据包络分析（DEA）模型忽略了非期望产出对效率的影响，也忽视了投入产出的松弛性问题，而非径向非角度的SBM 模型虽解决了此问题，但会出现多个决策单元（DMU）的效率同时为1 的情况，为此，Tone［21］改进并提出了Super-SBM 模型，可以更为准确、有效地对工业绿色经济效率值进行测度，解决了有效决策单元之间无法进一步比较的问题。Super-SBM 模型构建如下：

式（1）中：假设共有n个DMU，xik、ypk、yqk分别表示投入、期望产出与非期望产出；m、r1、r2分别表示投入、期望产出与非期望产出要素的个数；分别为投入、期望产出与非期望产出的松弛变量；ρ为工业绿色经济效率值。

运用MaxDEA7 Ultra 软件测算长江经济带工业绿色经济效率。投入产出指标选择如下：资本投入借鉴柯善咨等［22］的估算方法，以各城市规模以上工业企业流动资产和固定资产净值之和估算而得，并用各省市固定资产投资价格指数进行平减；由于没有城市层面工业从业人员的现成统计数据，劳动投入利用各城市采掘业、制造业、电力煤气及水生产供应业从业人员数之和来衡量［23］；能源投入以各城市工业用电量表示。期望产出选用各城市规模以上工业总产值并以各省市工业品出厂价格指数进行平减［20］。非期望产出包括各城市的工业废水、工业SO2以及工业烟（粉）尘排放量，考虑到环境污染是多种污染综合作用的结果，更适合用综合的指标来衡量，因此采用熵值法将上述三者综合为环境污染综合指数。

2.1.2 核心解释变量

（1）环境规制（ER）。借鉴 Javorick 等［24］的测量方法，采用如下方法衡量环境规制：

（2）工业集聚（IA）。基于各类指数的适用范围和数据可获得性，选取区位商指数作为工业集聚水平的测度。具体计算方法如下：

式（3）中：Eji为i城市j产业的从业人员数量；为i城市全部从业人员数；是全部城市j 产业的全部从业人员数量；表示全部城市所有产业的从业人员数。IAij的值越高，意味着工业集聚水平越高。

2.1.3 控制变量

（1）外商投资水平（FDI）。国外直接投资流入可能会带来技术溢出效应，也有可能会导致“污染天堂”的现象，因此选取经年汇率转换后的外商直接投资额与地区生产总值（GDP）的比值衡量外商投资水平。

（2）经济发展水平（ED）。已有研究表明，经济发展水平的高低对地区的综合发展具有重要影响，因此选取人均地区生产总值衡量经济发展水平，以2003 年为基期人均地区生产总值指数进行平减，并作了对数处理。

（3）资源禀赋（RS）。丰富的资源可能会给一个地区带来“诅咒”，也可能是“福音”［25］，因此选取采掘业从业人数与总就业人数的比值来表示地区资源丰裕程度。

（4）产业结构（IU）。产业结构演进是促进环境效率提高的重要途径，因此以第三产业与第二产业产值之比衡量区域产业结构。

2.2 模型设定

2.2.1 动态面板模型

由于模型中可能存在由逆向因果关系导致的内生性问题，为了更好地解决模型中的内生性问题，更准确地检验环境规制及工业集聚对工业绿色发展的影响，选择使用动态面板模型进行回归，构建动态面板计量模型（M1）如下：

为了考察环境规制及工业集聚对工业绿色发展的非线性影响，在式（4）基础上加入环境规制及工业集聚的平方项，具体模型（M2）如下：

为了进一步考察环境规制作用下工业集聚对工业绿色发展的影响，在式（5）基础上引入环境规制与工业集聚的交互项，具体模型（M3）如下：

式（6）中：i表示长江经济带各城市；t表示年份。

2.2.2 面板门槛模型

为了检验环境规制在工业集聚对工业绿色发展影响中发挥的作用，以环境规制强度为门槛变量，构建面板门槛模型，采用面板门槛模型估计方法确认具体的门槛个数、门槛值大小以及置信区间。面板门槛模型如下：式（7）中：I（·）为指示函数；ER 为门槛变量；r1,…,rn为门槛值；Xit为一系列控制变量。

2.3 数据来源

囿于数据的可得性1），选择2003—2017 年长江经济带108 个地级及以上城市的面板数据为样本（删除了因行政单位变更而缺失过多数据的巢湖、铜仁、毕节）。初始数据主要来源于历年《中国城市统计年鉴》《中国统计年鉴》《中国工业经济统计年鉴》等，部分缺失数据使用插值法进行补全。为了剔除价格因素的影响，所有用货币衡量的指标都通过相应价格指数平减至2003 年。各变量的描述性统计结果如表1 所示。

表1 变量描述性统计结果

3 实证分析

3.1 单位根检验及多重共线性分析

3.1.1 单位根检验

虽然本研究所采用的数据为短面板数据，但考虑到研究时间范围涉及15 年，为确保研究结果的可靠性，运用同质面板单位根检验方法LLC 方法、HT方法和异质面板单位根检验方法IPS 对相关变量进行单位根检验。检验结果如表2 所示，各变量均为平稳序列。此外，分别运用KAO 检验、Pedroni 检验及Westerlund 检验进行了协整检验，结果均显著拒绝原假设。因此，认为变量之间存在协整关系，能进行面板数据分析。

表2 变量单位根检验结果

3.1.2 多重共线性分析

为了了解各变量间的多重共线性情况，检验模型中各变量的方差膨胀因子VIF和Pearson相关系数，结果见表3，由于变量间的VIF 值均小于2，相关系数均小于0.5，认为各变量间不存在多重共线性问题。

表3 变量多重共线性分析结果

3.2 基本回归分析

分别运用了差分广义矩（GMM）与系统GMM方法对动态面板模型进行回归，M1、M2 和M3 的回归结果如表4 所示，其中第1 列和第5 列为尚未加入控制变量的M1。表4 中，差分GMM 与系统GMM的Sargan 检验结果表明无法拒绝“所有工具变量均有效”的原假设，AR（1）和AR（2）的检验结果表明残差项存在一阶序列自相关但不存在二阶序列自相关，说明动态面板模型设定合理。对比可知，二者所得结果几乎一致，但相对于差分GMM 估计，系统GMM 估计有着更好的有限样本特征，其参数估计结果更加有效。因此，以系统GMM 的估计结果做进一步分析。

表4 变量基本回归分析结果

表4（续）

在各列估计结果中，工业绿色经济效率的滞后项系数在1%水平上显著为正，说明长江经济带前一期工业绿色经济效率的提高将促进当期效率的提升，也体现了动态面板模型设定的合理性。环境规制一次项在各列中的系数均在1%水平上显著为正，而在M2 和M3 的回归结果中二次项虽然为负但并不显著，说明长江经济带环境规制对工业绿色发展具有显著的正向促进作用，过高强度的环境规制也可能会阻碍绿色发展，部分验证了假设1。工业集聚一次项在各列中的系数均显著为负，但在回归结果中工业集聚的二次项却在10%水平上显著为正，说明工业集聚的提高对长江经济带工业绿色发展的影响呈“U”型，验证了假设2；经计算，曲线的拐点大约在1.432 左右，这也意味着工业集聚在超过拐点1.432 后才能够对长江经济带工业绿色发展起到一定的促进作用。目前，长江经济带大部分城市工业集聚水平的提高并不利于工业绿色发展。2005 年，108个城市中仅有约11%的城市工业集聚度大于1.432；2017 年，工业集聚度超过1.432 的城市约有25%。总体而言,长江经济带大部分城市位于“U”型曲线的下降阶段。在M3 的回归结果中，环境规制和工业集聚的系数分别为1%显著性水平下的0.122 和5%显著性水平下的-0.544，而环境规制与工业集聚交互项的系数为0.071 且在10%水平上显著为正，说明环境规制在工业集聚对长江经济带工业绿色发展的负向作用中起到了负向调节效应，可能是由于环境规制削弱了工业集聚的负外部性影响或增强了其正外部性影响，从而减弱了工业集聚对绿色发展的负向作用，这在一定程度上验证了假设3。

从各控制变量来看，资源禀赋系数显著为负，说明长江经济带的资源优势具有一定的“资源诅咒”效应，资源开发和利用会阻碍工业绿色发展，也说明了依靠资源消耗的粗放式发展模式是不利于可持续发展的；外商投资的系数显著为负，说明长江经济带的外商投资仍处于价值链的较低层次，存在“污染避难所”效应，不利于工业绿色发展，还需要进一步优化外商投资结构；经济发展水平的系数为正但并不显著，说明长江经济带还未越过环境库兹涅茨曲线拐点，这可能是由于当前长江经济带城市的经济增长方式仍属于粗放型，存在资源要素错配的问题，各地区政府仍然较多关注经济发展水平的增长，对企业有关环境方面的规制不够严格［26］；产业结构基本上在10%的水平上显著为负，可能是由于长江经济带正处于产业转型过程中，第三产业发展较第二产业落后，且内部结构并不合理，商业住宿餐饮、交通物流运输等传统服务业仍为主要构成部分，现阶段还无法促进长江经济带工业绿色发展［27］。

3.3 稳健性检验

为了确保实证结论的稳健性，采用替换指标和剔除样本的方法进行稳健性检验。借鉴徐成龙等［8］的做法，利用工业SO2和工业粉尘排放强度综合测算长江经济带的环境规制综合指数；作为长江经济带的龙头城市，10 多年来上海的工业绿色发展水平一直处于领头羊的地位，远领先于其他城市，因此剔除上海样本数据在一定程度上可以消除极端值的影响。对替换指标和剔除样本后的107 个城市再次进行回归分析，两种方法的稳健性结果分别如表5和表6 所示，对比可知检验结果与上述回归结果基本一致，核心解释变量的系数符号和显著性也没有发生明显改变，说明本研究结果的稳健性较好。

表5 指标层面的稳健性检验结果

表6 区域层面的稳健性检验结果

3.4 门槛效应分析

3.4.1 门槛效应检验

为了进一步检验环境规制作用下工业集聚对工业绿色发展的影响，以环境规制强度为门槛变量进行门槛回归分析。表7 列示了通过Bootstrap 方法进行500 次自抽样的检验结果，可见以环境规制强度作为门槛变量时，双重门槛通过了1%的显著性检验，因此选择双门槛效应模型进行分析。表7 中，右侧两列为最优门槛值的估计结果及其95%的置信区间，两个门槛值分别为1.446 和3.732。

表7 门槛检验结果

图1 中显示了两个门槛值及其95%水平上的置信区间，可见环境规制的门槛值对应的LR 估计值都明显小于临界值，所以上述门槛估计值真实有效。

图1 环境规制强度门槛值对应的LR 值

3.4.2 门槛回归分析

表8 报告了以环境规制强度为门槛变量的双重门槛回归结果。当环境规制小于1.446 时，工业集聚与绿色经济效率的回归系数为-0.281 且在1%的水平上显著，可能是由于此时集聚区尚未形成合理的布局和良好的环保意识，无序集聚下既加重了环境污染又产生了较大的拥挤成本；当介于两个门槛值1.446 和3.732 之间时，工业集聚的负向影响显著减弱，在5%水平下为-0.162，可能是由于国家对环保的重视对工业集聚形成了一定的约束作用，企业意识到合力高效治理污染物的重要性，开始有序集聚及相互合作以降低环境成本；当环境规制强度大于第二个门槛值3.732 时，工业集聚与绿色经济效率的回归系数由负转正，回归系数为0.165。门槛回归结果说明，在环境规制的双重门槛作用下，工业集聚对长江经济带工业绿色发展的负向影响逐渐减弱，并出现了由负向影响向正向影响的转变，这说明在环境规制下长江经济带工业集聚对工业绿色发展的正外部性影响会超过负外部性影响，从而带动工业绿色发展水平的提高。回归结果再一次验证了假设3，进一步证实了本研究结论的稳健性。

表8 面板门槛回归结果

3.5 区域异质性分析

由于长江经济带上游、中游、下游三大区域2）在经济环境条件和产业结构等方面存在较大差异，因此进一步对环境规制强度门槛效应的区域异质性作探讨分析。表9 与表10 分别显示了各区域的门槛效应检验和门槛值估计结果，下游地区通过了双门槛检验，门槛值分别为0.756、2.630，而中游与上游地区仅通过了单门槛检验，门槛值分别为1.417 和1.444。

表9 分区域门槛检验结果

表10 分区域门槛估计值与置信区间

3 个区域的门槛面板回归结果如表11 所示，可以看出下游地区环境规制的第一门槛仅为上游、中游地区的1/2，而在环境规制强度跨过第二门槛后，工业集聚对绿色经济效率的负向作用转变成了显著的正向促进作用，回归系数为0.653 且在1%的水平上显著，呈现出显著的逆转效果。这可能是由于下游地区环境规制强度的加大给污染密集型产业带来了更大的生存压力，企业在寻求绿色转型的同时也会选择向中上游迁移，更多的对环境友好且附加值高的高新技术产业、高端制造业等依托下游的人才、资金、技术、物流等条件得以共同集聚与发展。研究发现，下游地区环境规制强度大于第一门槛值为0.756 的城市比例约为49.404%，大于中上游地区门槛值为1.4 的城市比例约为40.982%，而中上游地区环境规制强度达到该门槛值的城市比例仅为14.543%。较弱的环境规制可能使污染密集型产业在向中上游地区迁移和集聚过程中给当地带来的环境损耗更大于经济效益，虽然环境规制在一定程度上削弱了工业集聚的负向作用，但并未呈现出显著的逆转效果，要实现绿色经济效率的提高还需继续采取更严格的环境规制手段，并从引导工业有序集聚、加大人才和技术引进、促进产业结构优化等方面继续发力。

表11 分区域面板门槛回归结果

4 结论与建议

4.1 研究结论

本研究采用Super-SBM 模型测算了长江经济带108 个城市2003—2017 年的工业绿色经济效率，将环境规制与工业集聚同时纳入研究框架，构建动态面板模型和面板门槛模型探究了长江经济带环境规制、工业集聚与工业绿色发展之间的关系，并考虑了长江经济带上中下游的空间异质性影响，得出如下结论：（1）工业集聚与长江经济带工业绿色经济效率之间存在着“U”型关系，总体而言，长江经济带大部分城市处于“U”型曲线的下降阶段。（2）环境规制能显著促进城市工业绿色发展水平的提高，过高强度的环境规制可能会对工业绿色发展产生一定阻碍作用但并不显著。（3）环境规制在工业集聚对工业绿色发展的负向作用中起到了负向调节效应。（4）工业集聚对工业绿色发展的影响存在以环境规制为门槛的双重门槛效应，在环境规制的双重门槛作用下，工业集聚的负向影响逐渐减弱甚至由负转正。（5）长江经济带中下游三大区域都存在以环境规制为门槛的门槛效应，但只有下游地区呈现出显著的逆转效果。

4.2 对策建议

（1）在工业集聚过程中，政府应该根据主体功能区定位，引导工业合理布局和有序聚集，打造世界级产业集群，争取早日跨过“U”型拐点。（2）现阶段，长江经济带仍需继续采取更严格的环境规制手段，激励企业在可承受的增量成本下提高生产效率、加速技术创新，促使工业集聚的环境治理规模效应与绿色知识溢出效应发挥更大的作用。（3）在打造世界级产业集群的同时，更要注意环境规制的配套结合，尤其在工业集聚尚未形成一定规模效应前更应该保持较高的环境规制强度。（4）推动长江经济带下游地区人才、资金、技术等要素向中上游地区流动，鼓励上下游之间积极开展绿色产业合作及治理理念交流。（5）在引进外资时应加强审慎甄别，提高环保准入门槛，在推进产业结构升级的过程中要注意第三产业的内部结构调整，注重发展绿色高新技术产业，充分发挥资源优势，引导企业通过技术创新来提高资源使用效率，打破“资源诅咒”效应。

注释：

1）由于相关统计年鉴不再公布2017 年及以后各地级市规模以上工业总产值，因此样本统计时间截至2017 年。

2）长江经济带上游地区包括四川、云南、贵州和重庆；中游地区包括湖北、湖南、江西和安徽；下游地区包含上海、江苏和浙江。